中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
碳纖維在氫儲(chǔ)能領(lǐng)域主要有以下應(yīng)用：
1. 儲(chǔ)氫瓶制造：
a、增強(qiáng)材料：高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前最主要的氣態(tài)儲(chǔ)氫方式，而碳纖維是高壓儲(chǔ)氫瓶的關(guān)鍵材料。在儲(chǔ)氫瓶中，碳纖維主要作為增強(qiáng)材料纏繞在內(nèi)膽外部，以提高儲(chǔ)氫瓶的抗壓能力和安全性。例如，Ⅱ型瓶采用鋼制內(nèi)膽，外部用玻璃增強(qiáng)纖維纏繞瓶身直筒部分；Ⅲ型瓶采用金屬內(nèi)膽，外部用碳纖維纏繞整個(gè)瓶身，包括直筒和端蓋；Ⅳ型瓶采用塑料內(nèi)膽，同樣用碳纖維纏繞整個(gè)瓶身。從Ⅰ型瓶發(fā)展到Ⅳ型瓶，主要目的就是降低氣瓶的壁厚以減重，碳纖維的使用對(duì)于實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫瓶的輕量化起著至關(guān)重要的作用。
b、提高生產(chǎn)效率：大絲束碳纖維用于纏繞氣瓶，可使氣瓶的纏繞速度提高，有效提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。并且大絲束碳纖維相比小絲束碳纖維，在相同的生產(chǎn)條件下，可大幅提高碳纖維單線產(chǎn)能和質(zhì)量性能。
例如豐田的 FCX V4、FCX Clarity 等和奔馳公司的 B-Cell、F-Cell 等燃料電池汽車，使用的氣瓶工作壓力在 35 - 70MPa 之間。
中復(fù)神鷹的 T700 級(jí)、T800 級(jí)碳纖維均已應(yīng)用在儲(chǔ)氫氣瓶領(lǐng)域，包括 III 型瓶、IV 型瓶等，其中使用公司 T800 級(jí)碳纖維生產(chǎn)的 70MPa III 型瓶組被應(yīng)用于國(guó)內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)批量市場(chǎng)示范運(yùn)營(yíng)的氫燃料電池乘用車。
光威復(fù)材通過(guò)干濕法處理工藝生產(chǎn)的碳纖維產(chǎn)品可用于高壓氣瓶的制造，公司 T700s/800s/1000 級(jí)碳纖維在氫能領(lǐng)域都有應(yīng)用。
吉林化纖擁有單線效率最高、規(guī)格排號(hào)最全的碳纖維生產(chǎn)基地，已基本實(shí)現(xiàn)對(duì)軍工、空天、體育、汽車、壓力容器、風(fēng)電等領(lǐng)域的全覆蓋，2022 年首條 35K 高壓氣瓶纏繞專用大絲束碳化線一次開(kāi)車成功。
碳纖維在高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫瓶的應(yīng)用以輕量化為目標(biāo)，提高質(zhì)量密度儲(chǔ)氫比。目前，常采用碳纖維作為產(chǎn)業(yè)化解決儲(chǔ)氫容器輕量化、強(qiáng)度高的材料。
2. 氫燃料電池：
a、氣體擴(kuò)散層：氣體擴(kuò)散層是氫燃料電池的關(guān)鍵部件之一，位于電極和膜電極組件之間，起到傳輸氣體、排水、導(dǎo)電等作用。碳纖維可以制成氣體擴(kuò)散層的基材，為燃料電池提供良好的氣體傳輸通道和電子傳導(dǎo)能力，有助于提高燃料電池的性能和效率。
例如，國(guó)科領(lǐng)纖新材料（常州）有限公司，專注于碳紙及碳復(fù)合材料的生產(chǎn)。該公司已打通從碳原紙到氣體擴(kuò)散層環(huán)節(jié)的工藝，攻克了碳紙專用粘結(jié)劑配方與適用性工藝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了碳紙 “點(diǎn)焊接，強(qiáng)粘結(jié)”，并且具備從連續(xù)纖維處理、碳原紙生產(chǎn)、碳紙生產(chǎn)全流程技術(shù)、批量化生產(chǎn)的能力，是國(guó)內(nèi)碳纖維紙及復(fù)合材料領(lǐng)域的自主化先鋒，致力于打破國(guó)外企業(yè)在氫燃料電池關(guān)鍵材料領(lǐng)域的壟斷。
還有，國(guó)氫科技的碳紙產(chǎn)品理化性能卓越，機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)電性能強(qiáng)，透氣性優(yōu)異，表面平整，厚度精準(zhǔn)可控且均一性良好。
b、雙極板：雙極板是氫燃料電池的另一個(gè)重要組成部分，用于分隔陽(yáng)極和陰極的反應(yīng)氣體，并收集和傳導(dǎo)電流。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可以用于制造雙極板，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高雙極板的性能和使用壽命，同時(shí)也有助于降低燃料電池的整體重量。目前主要的制備方法有模壓成型法、注塑成型法和3D 打印法。未來(lái)，碳纖維增強(qiáng)雙極板的發(fā)展趨勢(shì)將是不斷提高性能、降低成本、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí)，隨著燃料電池技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)雙極板的性能和功能也將提出更高的要求，例如更高的導(dǎo)電性、更好的氣密性、更強(qiáng)的抗沖擊性等。
例如，雄韜股份的碳纖維復(fù)合雙極板已應(yīng)用于電堆；江蘇集萃碳纖維及復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)研究院有限公司在碳纖維雙極板材料方面有著深入的研究和多項(xiàng)專利。該公司公開(kāi)了一種高溫碳化雙極板材料及其制備方法，材料由石墨纖維、碳納米管、酚醛樹(shù)脂、石墨、炭黑、聚乙烯醇等組成，這種雙極板材料具有優(yōu)越的耐高溫、耐腐蝕、機(jī)械性能。
